JP2023137221A - 作業装置および作業装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本作業の前に行う準備作業に要する時間を短縮して作業効率を向上させることができる作業装置および作業装置の制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】所定の準備作業を行った後に作業対象に対する本作業を実行する作業部を備えた作業装置において、作業部を構成する特定の要素の状態変化を検出する検出部からの検出情報に基づいて、前回の本作業が終了してから次の準備作業が開始されるまでの間にその特定の要素に状態の変化があったか否かが判定される（ＳＴ１）。特定の要素に状態の変化がなかったと判定された場合には本来の作業パターンからその一部が省略された第１のパターンが選択され（ＳＴ２）、特定の要素に状態の変化があったと判定された場合には本来の作業パターンである第２のパターンが選択される（ＳＴ３）。作業部は選択された第１のパターンまたは第２のパターンで準備作業を行った後、本作業を実行する（ＳＴ４、５）。【選択図】図１１

Description

本発明は、所定の準備作業を行った後に作業対象に対する本作業を実行する作業部を備えた作業装置およびその作業装置の制御方法に関する。

従来、作業対象に対して作業を行う作業部を備えた作業装置として、例えば、基板搬送部によって作業位置に位置決めした基板に対し、装着ヘッドにより部品をピックアップして装着する作業（部品装着作業）を行う部品装着装置が知られている。部品装着装置は、装着ヘッドから下方に延びるシャフト部材（ノズルシャフト）の下端に部品を吸着するためのノズルを着脱自在に取り付けることができ、吸着する対象の部品の種類等に応じてノズルを交換することができるようになっている（例えば、下記の特許文献１）。

このような部品装着装置では、作業対象に対する本作業としての部品装着作業を実行する前に、所定の準備作業が行わる。準備作業としては、例えば、ノズルをノズルシャフトから取り外し、そのノズルに設けられた識別マークを撮像し、そのノズルを識別してからノズルシャフトに取り付け直すノズル取付け直し作業のほか、基板の幅方向寸法に合わせて基板搬送部を構成するコンベア間の距離を調整する幅寄せ作業や、基板搬送部によって位置決めした基板の位置を改めて確認する基板位置確認作業、装着ヘッドを移動させるヘッド移動機構の熱変形による誤差を補正する熱補正作業等がある。このような準備作業が本作業の前に行われることにより、前回の部品装着作業が終了してから次の準備作業が開始されるまでの間（稼働停止期間中）に、作業者によってノズルの交換が手作業でなされていたり、装着ヘッドから一部のノズルが取り外されていたりしたような場合であっても、生産プログラムに従った部品装着作業を継続して行うことが可能となる。

特開２０１０－６７７４３号公報

しかしながら、上記のように本作業である部品装着作業を実行する前に行う準備作業において、前回の本作業が終了してから次の準備作業が開始されるまでの稼働停止期間中、作業者が部品装着装置の内部に全くアクセスしていなかったような場合にまで準備作業の全てを行うことは時間のロスであり、その分、作業効率が悪くなるという問題点があった。

そこで本発明は、本作業の前に行う準備作業に要する時間を短縮して作業効率を向上させることができる作業装置および作業装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明の作業装置は、所定の準備作業を行った後に作業対象に対する本作業を実行する作業部と、前記作業部を制御する制御部と、を備えた作業装置であって、前記作業部を構成する特定の要素の状態変化を検出する検出部と、前記検出部からの検出情報に基づいて、前回の本作業が終了してから次の準備作業が開始されるまでの間に前記特定の要素に状態の変化があったか否かを判定する判定部を備え、前記制御部は、前記判定部により前記特定の要素に状態の変化がなかったと判定された場合に、準備作業としての本来の作業パターンからその一部が省略された作業パターンである第１のパターンで準備作業を行うように前記作業部を制御する。

本発明の作業装置の制御方法は、所定の準備作業を行った後に作業対象に対する本作業を実行する作業部を備えた作業装置の制御方法であって、前記作業部を構成する特定の要素の状態変化を検出する検出部からの検出情報に基づいて、前回の本作業が終了してから次の準備作業が開始されるまでの間に前記特定の要素に状態の変化があったか否かを判定する判定工程と、前記判定工程で前記特定の要素に状態の変化がなかったと判定された場合には、準備作業としての本来の作業パターンからその一部が省略された作業パターンである第１のパターンを選択し、前記判定工程で前記特定の要素に状態の変化があったと判定された場合には、準備作業としての本来の作業パターンである第２のパターンを選択する選択工程と、前記作業部が前記選択工程で選択した前記第１のパターンまたは前記第２のパターンで準備作業を行った後、前記本作業を実行するように前記作業部を作動させる制御工程と、を含む。

本発明によれば、本作業の前に行う準備作業に要する時間を短縮して作業効率を向上させることができる。

（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品装着装置の斜視図 本発明の一実施の形態における部品装着装置の平面図 本発明の一実施の形態における部品装着装置の正面図 本発明の一実施の形態における部品装着装置が備える装着ヘッドの正面図 本発明の一実施の形態における部品装着装置が備える装着ヘッドとテープフィーダの斜視図 本発明の一実施の形態における部品装着装置が備える装着ヘッドのノズルシャフトに取り付けられるノズルの斜視図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品装着装置が備える基台に台車を連結させる様子を示す側面図 本発明の一実施の形態における部品装着装置の制御系統を示すブロック図 本発明の一実施の形態における部品装着装置が備えるノズルチェンジャの斜視図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品装着装置が備えるノズルチェンジャの平面図 本発明の一実施の形態における部品装着装置が実行する生産作業の流れを示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１（ａ），（ｂ）、図２および図３は、本発明の実施の形態１における作業装置としての部品装着装置１を示している。部品装着装置１は外部から搬入した基板ＫＢに部品ＢＨを装着する部品装着作業を行う装置である。本実施の形態では説明の便宜上、基板ＫＢが搬送される水平方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する水平方向をＹ方向とする。また上下方向をＺ方向とする。

図１（ａ），（ｂ）および図２において、部品装着装置１は、床面上に設置された基台１１上に基板搬送部１２を備えている。基板搬送部１２はＸ方向に延びてＹ方向に並んで配置された一対のコンベア１２ａから成る。基板搬送部１２は外部から供給された基板ＫＢを受け取って搬入し、基台１１の中央付近の作業位置に位置決めする。また基板搬送部１２は、作業位置に位置決めした基板ＫＢを外部に搬出する。

図１（ａ），（ｂ）および図２において、基台１１にはカバー部材としての基台カバー１３が設けられている。基台カバー１３は基台１１の上方に作業空間１１Ｓが形成されるように基台１１の全体を覆っている。基台カバー１３のＸ方向の両側面には、基板搬送部１２の両端に臨む搬入開口１３ａと搬出開口１３ｂが設けられている。基板搬送部１２によって搬送される基板ＫＢは、搬入開口１３ａを通じて作業空間１１Ｓ内に引き込まれ、搬出開口１３ｂを通じて作業空間１１Ｓから排出される。

図１（ａ），（ｂ）、図２および図３において、基台１１のＹ方向の両端部それぞれには台車１４が連結されている。各台車１４はブロック状のフィーダベース１４Ｆを備えており、フィーダベース１４Ｆには複数のテープフィーダ１５がＸ方向に並んで取り付けられている。

テープフィーダ１５は台車１４に保持されたリールＲＬからキャリアテープＣＴを引き出して搬送し、キャリアテープＣＴに封入された部品ＢＨを部品供給口１５Ｋに供給する。このように本実施の形態においてテープフィーダ１５は、部品装着装置１における部品供給部として機能する。

図１（ｂ）および図２において、基台１１にはＹ方向に延びた固定ビーム１６ａとＸ方向に延びた可動ビーム１６ｂから成るヘッド移動機構１６が設けられている。固定ビーム１６ａは基台１１に固定されており、可動ビーム１６ｂは固定ビーム１６ａに対してＹ方向に移動自在となっている。

図１（ｂ）および図２において、可動ビーム１６ｂには装着ヘッド１７がＸ方向（すなわち可動ビーム１６ｂに沿った方向）に移動自在に設けられている。図４および図５に示すように、装着ヘッド１７からは複数のノズルシャフト１７Ｓが下方に延びており、各ノズルシャフト１７Ｓの下端にはノズル１８が着脱自在に取り付けられている。

図６において、ノズル１８は基部１８ａ、管部１８ｂおよび鍔部１８ｃを備えている。基部１８ａはノズルシャフト１７Ｓの下端に外嵌される筒状の部位である。管部１８ｂは基部１８ａの内部と連通した内部管路を有する管状の部位である。鍔部１８ｃは基部１８ａと管部１８ｂとの間に位置する円盤状の部位である。鍔部１８ｃの上面にはそのノズル１８を他のノズル１８と識別するための識別マーク１８Ｍが取り付けられている。

装着ヘッド１７はノズル１８の管部１８ｂの下に真空吸着力を発生させることによって、テープフィーダ１５が供給する部品ＢＨをノズル１８に吸着させることができる。また装着ヘッド１７は、ノズル１８に吸着させた部品ＢＨを基板ＫＢで離脱させることによって、基板ＫＢに部品ＢＨを装着させることができる。このように本実施の形態において、装着ヘッド１７は、部品供給部としてのテープフィーダ１５が供給する部品ＢＨを受け取って基板ＫＢに装着するノズル１８を備えたものとなっている。

図２および図５において、装着ヘッド１７には基板カメラ２１が設けられている。基板カメラ２１は撮像視野を下方に向けており、装着ヘッド１７と一体となって移動する。基板カメラ２１は基板搬送部１２によって作業位置に位置決めされた基板ＫＢを上方から撮像する。基板カメラ２１の撮像によって得られた画像は基板ＫＢの認識に用いられる。

図１（ｂ）および図２において、基台１１上には部品カメラ２２が設けられている。部品カメラ２２は撮像視野を上方に向けている。部品カメラ２２は装着ヘッド１７のノズル１８に吸着された部品ＢＨを下方から撮像する。部品カメラ２２の撮像によって得られた画像は部品ＢＨの認識に用いられる。

図１（ｂ）および図２において、基台１１上にはノズルチェンジャ２３が設けられている。ノズルチェンジャ２３は装着ヘッド１７のノズルシャフト１７Ｓからノズル１８を取り外すとともにその取り外したノズル１８をそのまま載置させておく機能と、ノズルシャフト１７Ｓに取り付けられるノズル１８を載置させておく機能とを有する。

次に、図５および図７（ａ），（ｂ）を用いてテープフィーダ１５と台車１４について説明する。図５において、テープフィーダ１５は本体部３１とテープ押さえ３２を備えている。本体部３１は台車１４のフィーダベース１４Ｆに水平方向に挿入されて取り付けられる。本体部３１の内部には外周に送りピン３３Ｐを備えたスプロケット３３が設けられている。スプロケット３３は回転しながら送りピン３３ＰをキャリアテープＣＴの送り孔ＫＨに係合させることで、キャリアテープＣＴを搬送する。

テープ押さえ３２は後端部が枢結部材３２Ｓによって本体部３１に対して枢結されている（図５）。テープ押さえ３２は、水平姿勢となる閉位置（図５に示す位置）と、前端側を起仰させた開位置（図７（ａ）に一点鎖線で示す位置）との間で移動（揺動）させることができる。閉位置に位置したテープ押さえ３２は、スプロケット３３に搬送されて部品供給口１５Ｋ付近を通るキャリアテープＣＴを上方から押さえる機能を有する。

作業者は、キャリアテープＣＴをテープフィーダ１５にロードさせる際、テープ押さえ３２を開位置に位置させた状態で、スプロケット３３の送りピン３３ＰにキャリアテープＣＴの送り孔ＫＨを係合させる。そして、テープフィーダ１５にキャリアテープＣＴをロードした後は、テープ押さえ３２を倒伏させて閉位置に戻すようにする。

図１（ａ），（ｂ）、図２および図７（ａ），（ｂ）おいて、台車１４は一対のハンドル１４Ｈが設けられている。作業者はこれらハンドル１４Ｈを操作することで台車１４を床面上で移動させ、基台１１に連結させることができる。台車１４が基台１１に連結されると、台車１４側に設けられたコネクタ（台車側コネクタ１４Ｃ）が基台１１側に設けられたコネクタ（基台側コネクタ１１Ｃ）に接続される（図７（ａ）→図７（ｂ））。

台車側コネクタ１４Ｃが基台側コネクタ１１Ｃに接合すると、基台１１に設けられた制御部４０（図７（ａ），（ｂ））はこれを検知する（図８）。このとき基台側コネクタ１１Ｃは、基台１１に台車１４が連結されたこと（状態変化）を検出する台車検出センサとして機能する。台車側コネクタ１４Ｃが基台側コネクタ１１Ｃに接続されると、制御部４０は、台車１４を通じて各テープフィーダ１５を制御することが可能となる。

次に、ノズルチェンジャ２３について説明する。ノズルチェンジャ２３は図９に示すように、テーブル状のベース部４１と、ベース部４１の上面側に配置された水平な平板状のシャッタ部４２を備えている。ベース部４１は基台１１に固定されており、シャッタ部４２はベース部４１に対して水平方向（ここではＸ方向）にスライド自在になっている。

図９および図１０（ａ），（ｂ）において、ベース部４１には上面に開口した複数のノズル挿入孔４１Ｈがマトリクス状に設けられている。各ノズル挿入孔４１Ｈの内径は、ノズル１８の管部１８ｂの外径よりも若干大きい寸法となっている。シャッタ部４２には、ベース部４１に設けられた複数のノズル挿入孔４１Ｈと同じ配置で設けられた複数の円形孔４２Ｃがシャッタ部４２のスライド方向（Ｘ方向）に延びた連通路４２Ｒによって繋げられてなるシャッタ溝４３が設けられている。

円形孔４２Ｃの内径４２Ｄ（図９中に示す右側拡大図）はノズル１８の鍔部１８ｃの外径よりも若干大きい寸法の内径を有しており、連通路４２Ｒの溝幅４２Ｗ（図９中に示す右側拡大図）はノズル１８の基部１８ａの外径より若干大きい寸法となっている。シャッタ部４２は図示しないシャッタ駆動部によってＸ方向に駆動されてスライドされることで、連通路４２Ｒがノズル挿入孔４１Ｈと平面視において一致する挿抜規制位置（図１０（ａ））と、円形孔４２Ｃの中心がベース部４１のノズル挿入孔４１Ｈと平面視において一致する挿抜許容位置（図１０（ｂ））との間で位置切替えされる。

装着ヘッド１７（ノズルシャフト１７Ｓ）に取り付けられているノズル１８を取り外してノズルチェンジャ２３に載置する場合には、先ず、シャッタ駆動部を作動させて、シャッタ部４２を挿抜許容位置に位置させる（図１０（ｂ））。そして、ノズルチェンジャ２３の上方に装着ヘッド１７を移動させ、ノズル１８の管部１８ｂがノズル挿入孔４１Ｈの上方に位置するようにしたうえで、ノズルシャフト１７Ｓを下降させる。これによりノズルシャフト１７Ｓに取り付けられているノズル１８がノズル挿入孔４１Ｈに挿入される。

ノズル１８がノズル挿入孔４１Ｈに挿入されたらシャッタ駆動部を作動させて、シャッタ部４２の位置を挿抜許容位置から挿抜規制位置に切り替える（図１０（ｂ）→図１０（ａ））。この状態から装着ヘッド１７がノズルシャフト１７Ｓを上方に引き上げると、ノズル１８の鍔部１８ｃはシャッタ部４２と干渉して上方への移動が妨げられる。このためノズル１８はノズルチェンジャ２３に残留し、ノズルシャフト１７Ｓだけが上昇する。これによりノズル１８はノズルシャフト１７Ｓから取り外された状態となる（ノズル取外し作業）。

ノズルチェンジャ２３に載置されたノズル１８をノズルシャフト１７Ｓに取り付ける場合には、先ず、装着ヘッド１７を移動させて、これから取り付けようとするノズル１８の識別マーク１８Ｍを基板カメラ２１に撮像させる。そして、撮像によって得られた画像に基づいてノズル１８を識別する（ノズル識別作業）。

ノズル１８を識別したら、ノズル１８の上方にノズルシャフト１７Ｓを位置するように装着ヘッド１７を移動させうえで、ノズルシャフト１７Ｓを下降させる。これによりノズルシャフト１７Ｓの下端にノズル１８の基部１８ａが外嵌し、ノズル１８がノズルシャフト１７Ｓに結合する。ノズル１８がノズルシャフト１７Ｓに結合したら、シャッタ駆動部を作動させて、シャッタ部４２を挿抜許容位置に位置させる（図１０（ｂ））。この状態で装着ヘッド１７がノズルシャフト１７Ｓを上方へ引き上げると、ノズル１８はノズルシャフト１７Ｓとともに上昇し、ノズルシャフト１７Ｓにノズル１８が取り付けられた状態となる（ノズル取付け作業）。

上記のノズル取外し作業、ノズル識別作業およびノズル取付け作業から成る一連の作業は、ノズルシャフト１７Ｓに取り付けられたノズル１８を交換するノズル交換作業において行われるほか、部品装着作業が一定時間中断された状態から武装作業を再開させる場合にも行われる（ノズル取付け直し作業）。但し、ノズル交換作業では、ノズルシャフト１７Ｓから取り外されるノズル１８とノズルシャフト１７Ｓに取り付けられるノズル１８は互いに異なるノズル１８であるが、ノズル取付け直し作業では、ノズルシャフト１７Ｓから取り外されるノズル１８とノズルシャフト１７Ｓに取り付けられるノズル１８は同一のノズル１８となる。

制御部４０は、部品装着装置１の各部の動作を制御する（図８）。具体的には、制御部４０は、基板搬送部１２による基板ＫＢの搬送および位置決め動作、各テープフィーダ１５による部品供給動作、ヘッド移動機構１６による装着ヘッド１７の移動動作、ノズルチェンジャ２３におけるシャッタ部４２の位置切替え動作を制御する。また制御部４０は、装着ヘッド１７によるノズル１８の下端への部品ＢＨの吸着動作（および吸着解除動作）を制御し、基板カメラ２１と部品カメラ２２それぞれの撮像動作を制御する。また制御部４０は、基板カメラ２１から送られてきた撮像画像データと部品カメラ２２から送られてきた画像データそれぞれに基づいて各種認識を行う。

図２において、搬入開口１３ａと搬出開口１３ｂのそれぞれには、搬入開口１３ａまたは搬出開口１３ｂに作業者の手やその他の異物等が侵入した状態を検出する侵入検出センサ６１が設けられている（図１（ａ）も参照）。侵入検出センサ６１は、本実施の形態では、検査光を投光する投光器６１ａと、投光器６１ａが投光する検査光を受光する受光器６１ｂから成る光センサによって構成され、搬入開口１３ａまたは搬出開口１３ｂに異物（作業者の手等も含む）が侵入して検査光が遮断された場合には、侵入検出信号を制御部４０に出力する（図８）。すなわち侵入検出センサ６１は、搬入開口１３ａまたは搬出開口１３ｂにおける状態変化を検出する。

図１（ａ）および図７（ａ），（ｂ）において、基台カバー１３はＹ方向の端部にそれぞれカバー扉１３Ｔが設けられている。各カバー扉１３Ｔは基台カバー１３の天面に設けられたヒンジ１３Ｈを支点にして上下方向に開閉させることができる（図７（ａ））。

図７（ｂ）から分かるように、カバー扉１３Ｔが閉じた状態で台車１４を基台１１に連結させると、台車１４に取り付けられたテープフィーダ１５の部品供給口１５Ｋは作業空間１１Ｓ内に位置する。このためカバー扉１３Ｔが閉じた状態では作業者は装着ヘッド１７に触れることはできず、テープフィーダ１５のテープ押さえ３２を操作すること（すなわちテープフィーダ１５に対するキャリアテープＣＴのロード作業をすること）もできない。このため作業者が装着ヘッド１７およびノズルチェンジャ２３にアクセスする際には、カバー扉１３Ｔを開閉することが必要となる。

図１（ａ）および図２において、基台カバー１３には、カバー扉１３Ｔが閉じられた状態にあるか否かを検出する扉センサ６２が設けられている。制御部４０は、部品装着作業中にカバー扉１３Ｔが開けられたことを検知したときには、扉センサ６２は、扉開閉信号を制御部４０に出力する。すなわち扉センサ６２は、カバー扉１３Ｔの状態変化を検出する。

図２および図３において、基台カバー１３にはフィーダセンサ６３が設けられている。フィーダセンサ６３は、作業空間１１Ｓ内におけるテープフィーダ１５のテープ押さえ３２のやや上方の位置をＸ方向に検査光を投光する投光部６３ａと、検査光を受光する受光部６３ｂから成る。

フィーダセンサ６３は、テープフィーダ１５に対してテープ押さえ３２が完全に閉じられていない状態やフィーダベース１４Ｆに対するテープフィーダ１５に対してフィーダベース１４Ｆから浮き上がっている状態（すなわちテープフィーダ１５の非正常な状態）を、テープフィーダ１５の本体部３１やテープ押さえ３２によって検査光が遮断されることによって検出する。フィーダセンサ６３は、検査光が遮断され、テープフィーダ１５の非正常な状態を検出したときには、フィーダ非正常状態検出信号を制御部４０に出力する。すなわちフィーダセンサ６３は、フィーダベース１４Ｆに対するテープフィーダ１５の状態変化と、テープフィーダ１５の本体部３１に対するテープ押さえ３２の状態変化を検出する。

図１（ａ）および図２において、基台カバー１３の前後それぞれには非常停止ボタン６４が設けられている。非常停止ボタン６４が作業者によって操作されると、非常停止ボタン６４は非常停止信号を制御部４０に出力する。

制御部４０は、部品装着作業中に、侵入検出センサ６１から侵入検出信号が出力された場合、扉センサ６２から扉開閉信号が出力された場合、フィーダセンサ６３からフィーダ非正常状態検出信号が出力された場合、あるいは非常停止ボタン６４から非常停止信号が出力された場合には、作業部７０の動作を緊急停止させる。ここで「作業部７０」とは、部品装着装置１における部品装着作業に関連する動作部をいい、本実施の形態では、基板搬送部１２、テープフィーダ１５、ヘッド移動機構１６を指す（図８）。

図８において、制御部４０はプログラム記憶部７１、動作制御部７２、センサ監視部７３、判定部７４、パターン記憶部７５およびパターン選択部７６を備えている。プログラム記憶部７１には部品装着装置１が部品装着作業を実行する際における作業部７０を含む各部の動作順序等が書き込まれた生産プログラムのほか、基板ＫＢや部品ＢＨのデータ等が記録されている。動作制御部７２は、プログラム記憶部７１に記録された生産プログラムに従って作業部７０を動作させる機能部であり、センサ監視部７３は、検出部８０からの出力を常時監視する機能部である。ここで「検出部８０」とは、作業部７０を構成する特定の要素の状態変化を検出するものであり、本実施の形態では、基台側コネクタ１１Ｃ、侵入検出センサ６１、扉センサ６２、フィーダセンサ６３および非常停止ボタン６４を指す（図８）。

部品装着装置１は、部品装着作業を実行する場合には先ず、準備作業を行う。「準備作業」とは、作業対象（ここでは基板ＫＢ）に対する本作業である部品装着作業を実行する前に行う作業であり、前述のノズル取付け直し作業のほか、基板ＫＢの幅方向寸法に合わせて基板搬送部１２のコンベア１２ａ間の距離を調整する幅寄せ作業や、基板搬送部１２によって位置決めした基板ＫＢを基板カメラ２１によって撮像することで基板ＫＢの位置を改めて確認する基板位置確認作業、ヘッド移動機構１６の熱変形による誤差を補正する熱補正作業等の諸作業をいう。

上記準備作業のうちノズル取付け直し作業は、前述したように、ノズル取外し作業、ノズル識別作業およびノズル取付け作業から成り、ノズルシャフト１７Ｓから取り外されるノズル１８とノズルシャフト１７Ｓに取り付けられるノズル１８は同一のノズル１８となる。このノズル取付け直し作業が準備作業において行われることにより、前回の本作業（部品装着作業）と次の本作業との間に、作業者によってノズル１８の交換が手作業でなされていたり、装着ヘッド１７から一部のノズル１８が取り外されていたりしたような場合であっても、生産プログラムに従った部品装着作業を継続することが可能となる。

制御部４０は、ノズル取付け直し作業を含む準備作業を作業部７０に行わせたら、次いで、本作業である部品装着作業を作業部７０に行わせる。部品装着作業では先ず、部品装着装置１の上流から送られてきた基板ＫＢを基板搬送部１２が受け取って搬送し、作業位置に位置決めする。基板搬送部１２が基板ＫＢを作業位置に位置決めしたら、ヘッド移動機構１６が装着ヘッド１７をテープフィーダ１５と基板ＫＢとの間で往復移動させて、装着ターンを繰り返し実行させる。

装着ヘッド１７による装着ターンは、テープフィーダ１５が部品供給口１５Ｋに供給する部品ＢＨをノズル１８によってピックアップする動作と、ピックアップした部品ＢＨをノズル１８の下端に吸着保持したまま部品カメラ２２の上方を通過し、部品ＢＨを部品カメラ２２に認識させてから基板ＫＢの上方に移動する動作と、基板ＫＢの上方で部品ＢＨを目標装着位置に装着する動作から成る。部品ＢＨを目標装着位置に装着する動作を行う際には、制御部４０は、部品カメラ２２が部品ＢＨを撮像することによって得られた部品ＢＨの認識情報に基づいて、ノズル１８の位置を補正する。

装着ヘッド１７が上記の装着ターンを繰り返し実行することによって、基板ＫＢに装着されるべき部品ＢＨが全て基板ＫＢに装着されたら、基板搬送部１２が作動して基板ＫＢを部品装着装置１から搬出する。これにより基板ＫＢの１枚当たりの部品装着作業が終了する。

部品装着装置１は、上記のように、ノズル取付け直し作業、幅寄せ作業、基板位置確認作業、熱補正作業等の諸作業から成る準備作業を行った後に本作業である部品装着作業を実行するようになっているが、本実施の形態では、次に説明するように、或る条件が満たされる場合には、準備作業の一部としてのノズル取付け直し作業が省略されるようになっている。

前述したように制御部４０は、判定部７４、パターン記憶部７５およびパターン選択部７６を備えている（図８）。判定部７４は、センサ監視部７３を通じて取得される検出部８０からの出力（検出情報）に基づいて、本作業である部品装着作業が終了してからその次の準備作業が開始されるまでの間（稼働停止期間中）に作業部７０を構成する特定の要素に状態の変化があったか否かを判定する機能部である。

判定部７４は、上記「特定の要素に状態の変化があったか否か」の判定を稼働停止期間中に（１）基台１１から台車１４が分離されることがあったか、（２）搬入開口１３ａまたは搬出開口１３ｂに異物（作業者の手等も含む）が侵入したことがあったか、（３）カバー扉１３Ｔが開かれたことがあったか、（４）フィーダベース１４Ｆからテープフィーダ１５が取り外されたことがあったか、（５）テープフィーダ１５のテープ押さえ３２が操作されたことがあったか、を判断して行う。ここで判定部７４は、上記（１）については基台側コネクタ１１Ｃからの検出情報に基づいて判断し、上記（２）については侵入検出センサ６１からの検出情報に基づいて判断する。また判定部７４は、上記（３）については扉センサ６２からの検出情報に基づいて判断し、上記（４）と（５）についてはフィーダセンサ６３からの検出情報に基づいて判断する。

判定部７４は、上記（１）～（５）の全てが「否」であると判断した場合、すなわち、稼働停止期間中、部品装着装置１が、基台１１から台車１４が分離されず、搬入開口１３ａまたは搬出開口１３ｂに異物が侵入せず、カバー扉１３Ｔが開かれず、フィーダベース１４Ｆからテープフィーダ１５が取り外されず、テープフィーダ１５のテープ押さえ３２が操作されなかった状態を維持していたと判断した場合には、「特定の要素に状態の変化がなかった」と判定する。一方、判定部７４は、上記（１）～（５）の少なくともひとつが「否」でなかった場合には、「特定の要素に状態の変化があった」と判定する。

図８において、パターン記憶部７５には、第１のパターン７５ａと第２のパターン７５ｂが記憶されている。ここで「第１のパターン７５ａ」は、準備作業としての本来の作業パターン、すなわち前述した準備作業の全てを実行する作業パターンからその一部の作業であるノズル取付け直し作業を省いた作業パターンであり、「第２のパターン７５ｂ」は、準備作業の全てを実行する準備作業としての本来の作業パターンである。

パターン選択部７６は、判定部７４の判定結果に基づいて、パターン記憶部７５に記憶された２つの作業パターン、すなわち第１のパターン７５ａと第２のパターン７５ｂのうちのいずれかを選択する。具体的には、パターン選択部７６は、判定部７４が「特定の要素に状態の変化がなかった」と判定した場合には第１のパターン７５ａを選択し、判定部７４が「特定の要素に状態の変化があった」と判定した場合には第２のパターン７５ｂを選択する。そして制御部４０は、パターン選択部７６で選択された作業パターン（第１のパターンと第２のパターンのいずれか）で作業部７０が準備作業を行うように作業部７０を制御し、次いで、作業部７０が本作業としての部品装着作業を実行するように作業部７０を制御する。

上記第１パターンは準備作業としての本来の作業パターンからその一部が省略された作業パターンであり、省略される作業は、装着ヘッド１７がノズルチェンジャ２３にノズル１８を載置する作業（ノズル取外し作業）、ノズルチェンジャ２３に載置されたノズル１８の識別マーク１８Ｍを撮像手段である基板カメラ２１によって撮像し、その撮像によって得られた結果に基づいてノズル１８を識別する作業（ノズル識別作業）、識別されたノズル１８を装着ヘッド１７によってノズルチェンジャ２３に取り付ける作業（ノズル取付け作業）である。

このように本実施の形態における部品装着装置１は、作業部７０を構成する特定の要素の状態変化を検出する検出部８０と、検出部８０からの検出情報に基づいて、前回の本作業（部品装着作業）が終了してから次の準備作業が開始されるまでの間（稼働停止期間中）にその特定の要素に状態の変化があったか否かを判定する判定部７４を備えている。そして制御部４０は、判定部７４により特定の要素に状態の変化がなかったと判定された場合には、作業部７０が準備作業としての本来の作業パターンからその一部が省略された第１のパターンで準備作業を行うように作業部７０を制御し、判定部７４により特定の要素に状態の変化があったと判定された場合には、作業部７０が準備作業としての本来の作業パターンである第２のパターンで準備作業を行うように作業部７０を制御するようになっている。

本実施の形態において、判定部７４により「特定の要素に状態の変化がなかった」と判定された場合、これは部品装着装置１の内部に作業者がアクセスした形跡がないことを意味し、稼働停止期間中、作業者の手作業によるノズル１８の交換は行われなかったことが保証される。よって判定部７４により「特定の要素に状態の変化がなかった」と判定された場合においてまで、直後の準備作業において改めてノズル取付け直し作業を行うことは無駄であり、時間のロスとなる。このため本実施の形態では、稼働停止期間中に作業部７０を構成する特定の要素に状態の変化があったことが検出されず、判定部７４が「特定の要素に状態の変化がなかった」と判定された場合には、準備作業としての本来の作業パターンからその一部の作業（ここではノズル取付け直し作業）が省略された第１のパターンで作業部７０が準備作業を行うことにし、準備作業に要する時間の短縮を図るようにしている。

図１１は、部品装着装置１による生産作業（準備作業を含めた部品装着作業）の流れ（作業装置の制御方法）を示している。生産作業では、制御部４０は先ず、判定部７４において、検出部８０からの検出情報に基づき、前回の部品装着作業が終了してから次の準備作業が開始されるまでの間（稼働停止期間中）に特定の要素に状態の変化があったか否かを判定する（ステップＳＴ１）。

ステップＳＴ１において、制御部４０は、判定部７４において、特定の要素に状態の変化がなかったと判定した場合には、稼働停止期間中に部品装着装置１の内部へのアクセスはなかったとして、パターン選択部７６により第１のパターンを選択する（ステップＳＴ２）。一方、ステップＳＴ１において、判定部７４において、特定の要素に状態の変化があったと判定した場合には第２のパターンを選択する（ステップＳＴ３）。

制御部４０は、ステップＳＴ２において第１のパターンを選択し、あるいはステップＳＴ３において第２のパターンを選択したら、その選択した作業パターンで準備作業を行うように作業部７０を制御し（ステップＳＴ４）、次いで、本作業としての部品装着作業を実行するように作業部７０を制御する（ステップＳＴ５）。

図１１のフローチャートに示す作業装置の制御方法のステップのうち、ステップＳＴ１は、作業部７０を構成する特定の要素の状態変化を検出する検出部８０からの検出情報に基づいて、前回の本作業が終了してから次の準備作業が開始されるまでの間にその特定の要素に状態の変化があったか否かを判定する判定工程に該当する。また、ステップＳＴ２およびステップＳＴ３は、判定工程で特定の要素に状態の変化がなかったと判定された場合には、準備作業としての本来の作業パターンからその一部が省略された作業パターンである第１のパターンを選択し、判定工程で特定の要素に状態の変化があったと判定された場合には、準備作業としての本来の作業パターンである第２のパターンを選択する選択工程に該当する。また、ステップＳＴ４とステップＳＴ５は、作業部７０が選択工程で選択した第１のパターンまたは第２のパターンで準備作業を行った後、本作業を実行するように作業部を作動させる制御工程に該当する。

このような手順により部品装着装置１を制御することで、上述した効果、すなわち本作業（部品装着作業）の前に行う準備作業に要する時間を短縮して作業効率を向上させることが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態における作業装置としての部品装着装置１とその制御方法では、作業部７０を構成する特定の要素の状態変化を検出する検出部８０からの検出情報に基づいて、作業部７０による本作業（部品装着作業）が終了してからその次の準備作業が開始されるまでの間（稼働停止期間中）にその特定の要素に状態の変化があったか否かが判定される。そして、特定の要素に状態の変化がなかったと判定された場合には、作業部７０は準備作業としての本来の作業パターンからその一部が省略された第１のパターンで準備作業を行ってから本作業を実行し、特定の要素に状態の変化があったと判定された場合には、作業部７０は準備作業としての本来の作業パターンである第２のパターンで準備作業を行ってから本作業を実行するようになっている。このため準備作業としての本来の作業パターンのうち稼働停止期間中に作業者が手を触れていないことが保証されている部位に関する作業の一部を省略することで準備作業に要する時間を短縮でき、これにより部品装着装置１の作業効率を向上させることができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されず、種々の変形等が可能である。例えば、上述の実施の形態では、第１のパターンにおいて準備作業としての本来の作業パターンから省略される作業はノズル取外し作業、ノズル識別作業、ノズル取付け作業であったが、省略される作業はこれらの作業に限定されない。また、本実施の形態では作業装置は部品装着装置であったがこれは一例であり、本発明が適用される作業装置は、準備作業を行った後に作業対象に対する本作業を実行する作業部を備えているのであれば、部品装着装置に限られない。

本作業の前に行う準備作業に要する時間を短縮して作業効率を向上させることができる作業装置および作業装置の制御方法を提供する。

１ 部品装着装置（作業装置）
１５ テープフィーダ（部品供給部）
１７ 装着ヘッド
１８ ノズル
１８Ｍ 識別マーク
２１ 基板カメラ（撮像手段）
２３ ノズルチェンジャ
４０ 制御部
６１ 侵入検出センサ
６２ 扉センサ
６３ フィーダセンサ
７０ 作業部
７４ 判定部
７５ パターン記憶部
７５ａ 第１のパターン
７５ｂ 第２のパターン
７６ パターン選択部
８０ 検出部
ＢＨ 部品
ＫＢ 基板（作業対象）

Claims (6)

1. 所定の準備作業を行った後に作業対象に対する本作業を実行する作業部と、前記作業部を制御する制御部と、を備えた作業装置であって、
   前記作業部を構成する特定の要素の状態変化を検出する検出部と、
   前記検出部からの検出情報に基づいて、前回の本作業が終了してから次の準備作業が開始されるまでの間に前記特定の要素に状態の変化があったか否かを判定する判定部を備え、
   前記制御部は、前記判定部により前記特定の要素に状態の変化がなかったと判定された場合に、準備作業としての本来の作業パターンからその一部が省略された作業パターンである第１のパターンで準備作業を行うように前記作業部を制御する、作業装置。
2. 前記制御部は、前記判定部により前記特定の要素に状態の変化があったと判定された場合に、準備作業としての本来の作業パターンである第２のパターンで準備作業を行うように前記作業部を制御する、請求項１に記載の作業装置。
3. 前記作業部は、部品供給部が供給する部品を受け取って前記作業対象としての基板に装着するノズルを備えた装着ヘッドと、前記ノズルが載置されるノズルチェンジャと、を備え、前記省略される作業は、前記装着ヘッドが前記ノズルチェンジャに前記ノズルを載置する作業である、請求項１または２に記載の作業装置。
4. 前記装着ヘッドに備えられ、撮像視野を下方に向けた撮像手段と、前記ノズルに設けられた識別マークと、を有し、前記省略される作業は、前記ノズルチェンジャに載置された前記ノズルの識別マークを前記撮像手段によって撮像し、その撮像によって得られた結果に基づいて前記ノズルを識別する作業である、請求項３に記載の作業装置。
5. 前記省略される作業は、前記識別された前記ノズルを前記装着ヘッドによって前記ノズルチェンジャに取り付ける作業である、請求項４に記載の作業装置。
6. 所定の準備作業を行った後に作業対象に対する本作業を実行する作業部を備えた作業装置の制御方法であって、
   前記作業部を構成する特定の要素の状態変化を検出する検出部からの検出情報に基づいて、前回の本作業が終了してから次の準備作業が開始されるまでの間に前記特定の要素に状態の変化があったか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程で前記特定の要素に状態の変化がなかったと判定された場合には、準備作業としての本来の作業パターンからその一部が省略された作業パターンである第１のパターンを選択し、前記判定工程で前記特定の要素に状態の変化があったと判定された場合には、準備作業としての本来の作業パターンである第２のパターンを選択する選択工程と、
   前記作業部が前記選択工程で選択した前記第１のパターンまたは前記第２のパターンで準備作業を行った後、前記本作業を実行するように前記作業部を作動させる制御工程と、
   を含む作業装置の制御方法。

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